Количество мультиплексируемых каналов в системе CWDM составляет 18, в системе DWDM – 80, в системе HDWDM – 160. Системы DWDM заслуживают не одной книги, а нескольких: физические принципы, конструктивные решения, структура сетей — вот только перечень основных проблем, стоящих перед учеными и разработчиками. ключевая технология для DCI, метро и применений на дальние расстояния. В этом блоге представлена информация о технологии DWDM и системных компонентах DWDM.
Почувствуй себя магистралом, или немного о DWDM
Технология DWDM в отличие от использования оптических волокон в SDH и Gigabit Ethernet где световые сигналы всегда преобразуются в электрические перед мультиплексированием и коммутированием между оптическими усилителями эти операции выполняются также над световыми сигналами. Анализ сетевого трафика в течение последних двух десятилетий показывает на экспоненциальный рост его практически во всех регионах мира. Рост сетевого трафика вызывает постоянное увеличение спроса на пропускную способность технологии уплотненного волнового мультиплексирования DWDM Dense Wave Division Multiplexing. DWDM работают на оптических магистралях на терабитных скоростях. Сегодня системы такого класса востребованы ОАО «Ростелеком» и другими крупными операторами. Оборудование по данным разработчиков обладает запасом по дальности передачи до 5-6 тысяч км.
Типовая схема DWDM мультиплексора с зеркальным отражающим элементом показана на рис. Приходящий мультиплексный сигнал попадает на входной порт.
Затем этот сигнал проходит через волновод — пластину и распределяется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру AWG arrayed waveguide grating. По прежнему сигнал в каждом из волноводов остается мультиплексным, а каждый канал остается представленным во всех волноводах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности, и, в итоге, световые потоки вновь собираются в волноводе — пластине, где происходит их фокусировка и интерференция - образуются пространственно разнесенные интерференционные максимумы интенсивности, соответствующие разным каналам. Геометрия волновода — пластины, в частности, расположение выходных полюсов и длины волноводов структуры AWG рассчитываются таким образом, чтобы интерференционные максимумы совпадали с выходными полюсами. Мультиплексирование происходит обратным путем.
Но, если на любойвход транспондера может быть подан оптический сигнал, параметры которого определены рекомендацией G. При этом если уплотняется m оптических сигналов, то на выходе транспондера длина волны каждого канала должна соответствовать только одному из них в соответствии с сеткой частотного плана ITU-T.
В отличие от транспондеров, трансиверы не преобразуют длину волны излучения оконечного устройства. Мультиплексоры и демультиплексоры. Каждый лазерный передатчик в системе WDM выдает сигнал на одной из заданных частот. Все эти сигналы каналы необходимо мультиплексировать объединить друг с другом в единый составной сигнал. Аналогичное устройство на другом конце линии связи разделяет составной сигнал на отдельные каналы и называется оптическим демультиплексором, DEMUX или OD. В WDM мультиплексированию подвергаются спектральные компоненты отдельных сигналов, характеристики которых всегда известны заранее рис. На рисунке 4.
Рассмотрим его работу в режиме демультиплексирования. Приходящий мультиплексный поток попадает на входной порт. Затем этот сигнал проходит через волновод-пластину и распределяется по множеству волноводов, представляющих дифракционную структуру AWG. По-прежднему, сигнал в каждом из волноводов остается мультиплексным, а каждый канал остается представленным во всех волноводах. Далее происходит отражение сигналов от зеркальной поверхности, и в итоге световые потоки вновь собираются в волноводе-пластине, где происходит их фокусировка и интерференция - образуются пространственно разнесенные интерференционные максимумы интенсивности, соответствующие разным каналам.
However, as providers strive to become more and more competitive both locally and globally , many are beginning to implement both metro and long haul DWDM using both capacity-reach and power-cost optimized optical transport. What is CWDM? Coarse Wavelength Division Multiplexing CWDM is a simpler and cost effective technology that uses fewer wavelengths of light to transmit data over shorter distances. CWDM is suitable for applications where the distance between the endpoints is less than 80 km, and the data transmission rates are lower, typically less than 10 Gbps.
Looking to learn more?
Основные параметры DWDM-систем
Возможность работы без регенерации на расстояниях более 1 тыс. СWDM-мультиплексоры поддерживают меньше потоков. Небольшая дальность работы определяет область применения таких систем — городские сети. СWDM — технология грубого спектрального уплотнения, подходит для создания корпоративных сетей.
Отличаясь от грубых систем, DWDM-системы применяются в основном в магистральных сетях. Здесь необходимо передавать огромные потоки данных на значительные расстояния, применяя усилители. Однако в последнее время в связи с переходом многих отечественных операторов на оснащение уровня 100G Ethernet, все чаще рассматривается возможность использования плотного мультиплексирования DWDM и в городских сетях с учетом роста узкополосного и широкополосного трафика.
Cистемам спектрального уплотнения Т8 присвоен статус телекоммуникационного оборудования российского происхождения Минпромторга РФ. Платформа работает с оптическими транспордерами 100G, что дает возможность передачи данных на расстояния более 4000 километров. Компенсаторы дисперсии в каскаде усилителей и регенерация не применяются.
В архитектуре «Волги» четыре типа шасси и широкий спектр усилителей: низкошумящие EDFA и рамановские, с мощностью до 33 дБм. Общая емкость платформы — 9,6 Тбит. По техническим характеристикам система «Волга» не уступает импортным аналогам.
Стоимость российского оборудования в два раза дешевле.
Устанавливается каждые 80-100 км. Оптический мультиплексор ввода-вывода - устройство, используемое в системах спектрального уплотнения каналов для уплотнения и маршрутизации каналов данных в одномодовом оптическом волокне SMF.
Такие устройства обычно используются при строительстве оптических сетей связи. Терминальный демультиплексор. Состоит из оптического демультиплексора и одного или нескольких медиаконвертеров транспондеров.
Он предназначен для разделения спектрально-уплотненного оптического сигнала на исходные сигналы данных и вывода их в клиентские сети. Изначально, демультиплексор был полностью пассивным устройством, так как большинство сетей SONET способны принимать сигнал на длине волны 1550 нм. Тем не менее, прежде чем сигнал достигнет удаленной системы клиентского уровня, его направляют в транспондер вывода.
Часто, транспондеры ввода и вывода представляют собой единое устройство, что позволяет перенаправлять сигнал с транспортного уровня в клиентские сети и наоборот.
Технология DWDM в отличие от использования оптических волокон в SDH и Gigabit Ethernet где световые сигналы всегда преобразуются в электрические перед мультиплексированием и коммутированием между оптическими усилителями эти операции выполняются также над световыми сигналами. Анализ сетевого трафика в течение последних двух десятилетий показывает на экспоненциальный рост его практически во всех регионах мира. Рост сетевого трафика вызывает постоянное увеличение спроса на пропускную способность технологии уплотненного волнового мультиплексирования DWDM Dense Wave Division Multiplexing. DWDM работают на оптических магистралях на терабитных скоростях. Сегодня системы такого класса востребованы ОАО «Ростелеком» и другими крупными операторами. Оборудование по данным разработчиков обладает запасом по дальности передачи до 5-6 тысяч км.
Информация
- DWDM и CWDM: определение и основные принципы
- Мультиплексирование с разделением по длине волны - Wavelength-division multiplexing
- DWDM — Википедия
- Что такое технология WDM?
- Технология WDM
DWDM фильтр
Мультиплексор конечной точки сравнивает два сигнала и выбирает сигнал лучшего качества или сигнал по умолчанию. Ячеистая топология. Отраженный свет и является выходным сигналом генератора. Лазерная накачка ведет к переходу атомов эрбия в возбужденное состояние. Таким способом достигается усиление сигнала. В современных усилителях для накачки используется излучение с длинами волн 980 нм и 1480 нм. Для компенсации хроматической дисперсии применяются модули, содержащие отрезок оптического волокна с характеристикой дисперсии, противоположной характеристике применяемого в ВОЛС волокна. Мультиплексоры ввода-вывода Терминальный мультиплексор состоит из нескольких блоков см. Оптический мультиплексор выполняет операции смешения нескольких длин волн в общий сигнал, а также выделения волн различной длины из общего сигнала. Тонкопленочные фильтры применяются в оптических мультиплексорах, поддерживающих сравнительно небольшое количество длин волн в волокне, обычно 16 или 32. Для систем с большим числом волн требуются другие принципы фильтрации и мультиплексирования.
Волоконные решетки Брэгга Fiber Bragg Gratings , принцип действия которых был рассмотрен выше, используются обычно в тех случаях, когда из общего сигнала нужно выделить небольшое число волн — для этого последовательно применяют несколько волокон-решеток, каждая из которых выделяет одну волну.
Сегодня подобные устройства могут обеспечивать коммутацию 256 х 256 спектральных каналов, планируется выпуск устройств с возможностями коммутации 1024 х 1024 каналов и выше. Компенсаторы хроматической дисперсии DC вводят в состав линейного тракта DWDM для коррекции формы импульсов цифрового сигнала.
Оптические усилители OA : выходные, предварительные и линейные, — устанавливаются в линейном тракте DWDM при большой длине оптической мультиплексной секции. Они обеспечивают компенсацию потерь в оптическом волокне и в пассивных компонентах DWDM. Для организации такой магистрали достаточно в ее конечных точках установить терминальные мультиплексоры DWDM, а в промежуточных точках — оптические усилители, если этого требует расстояние между конечными точками.
Существует и другой вариант работы сети DWDM, когда для связи узлов сети используется одно волокно. Дуплексный режим достигается путем двунаправленной передачи оптических сигналов по волокну — половина волн частотного плана передают информацию в одном направлении, половина — в обратном. Естественным развитием топологии двухточечной цепи является цепь с промежуточными подключениями, в которой промежуточные узлы выполняют функции мультиплексоров ввода-вывода рис.
OADM поддерживает операции ввода-вывода волн сугубо оптическими средствами или с промежуточным преобразованием в электрическую форму.
Каждый SFP CWDM трансивер работает по двум волокнам и, в отличие от стандартных двухволоконных трансиверов 1000Base LX на двух разных длинах волн — приемник по одной длине волны и передатчик по другой. В силу того, что CWDM системы являются пассивными, осуществление мониторинга состояния CWDM оборудования и всей трассы в целом в режиме реального времени представляется затруднительным. Функция DDM позволяет в режиме реального времени контролировать параметры, которые имеет SFP трансивер: мощность входящего сигнала RX , мощность исходящего сигнала TX , температурные параметры работы трансивера. Изменения данных параметров позволяют судить об износе CWDM системы и состоянии трассы в целом.
Сравнение данных SFP трансиверов позволяет определить реальные потери по несущим в волокне. SFP трансивер так же отличаeтся по дальности своей работы мощности сигнала. Прибор предназначен для совместной работы с трансиверами SFP CWDM сигналов, образуя 4 или 8 каналов на 8-и или 16-ти длинах волн в одном волокне или до 32 каналов на двух волокнах. Устройства отличаются низким отражением сигнала, высокой изоляцией каналов и малыми потерями. WDM мультиплексоры являются устройствами двунаправленного действия, то есть могут, как разделять, так и смешивать оптические сигналы.
Устройства доступны в различных исполнениях, что позволяет использовать их в различных системах передачи. Принципиально выделяются OADM модули одноканальные и двухканальные. Их отличие заключается в способности принимать и получать оптический сигнал от одного или двух мультиплексоров и физически обусловлено наличием одного или двух приемо-передающих блоков. Соответственно одноканальный OADM модуль имеет один приемо-передающий блок и способен работать только с одним мультиплексором в «одну сторону». Ограничений по протоколам или ширине полосы такие устройства не имеют.
В случае использования двухволоконной системы так же добавляются порты Com2 и Express2. Типы топологий CWDM Точка - Точка CWDM cистемы с подобной топологией используют в решении задач одновременной передачи большого числа потоков данных для увеличения количества предоставляемых сервисов видео, голос и т.
За переключение в случае сбоя отвечает клиентское оборудование например, коммутатор или маршрутизатор , а сами системы DWDM просто обеспечивают емкость. В оборудовании второго поколения резервирование находится на уровне карты. Параллельные каналы соединяют одиночные системы на обоих концах, которые содержат дублированные транспондеры, мультиплексоры и процессоры. Здесь защита перекочевала на оборудование DWDM, а коммутационные решения находятся под локальным контролем. Кольцевые топологии[ править править код ] Кольца являются наиболее распространенной архитектурой в мегаполисах и простираются на несколько десятков километров. Волоконное кольцо может содержать всего четыре канала с длиной волны и обычно меньше узлов, чем каналов.
В узловом узле трафик исходит, завершается и управляется, а также устанавливается соединение с другими сетями. В узлах OADM выбранные длины волн удаляются и добавляются, в то время как остальные проходят прозрачно экспресс-каналы. Таким образом, кольцевые архитектуры позволяют узлам в кольце предоставлять доступ к сетевым элементам, таким как маршрутизаторы, коммутаторы или серверы, путем добавления или удаления каналов длины волны в оптическом домене. Однако с увеличением количества OADM сигнал будет теряться, и может потребоваться усиление. На схема UPSR с двумя волокнами концентратор и узлы передают сигнал по двум кольцам, вращающимся в противоположных направлениях, но одно и то же волокно обычно используется всем оборудованием для приема сигнала; отсюда и название однонаправленный. Если рабочее кольцо выходит из строя, приемное оборудование переключается на другую пару. Хотя это обеспечивает полное резервирование пути, повторное использование полосы пропускания невозможно, поскольку резервное волокно всегда должно быть готово для переноса рабочего трафика. Эта схема чаще всего используется в сетях доступа.
Другие схемы, такие как кольцо с двунаправленной коммутацией линий BLSR , позволяют трафику перемещаться от отправляющего к принимающему узлу по наиболее прямому маршруту. Ячеистые топологии[ править править код ] Ячеистые архитектуры - это будущее оптических сетей. По мере развития сетей кольцевые и двухточечные архитектуры все еще будут иметь место, но сетка обещает быть самой надежной топологией. Этому развитию будет способствовать внедрение настраиваемых оптических кросс-соединений и коммутаторов, которые в некоторых случаях заменят, а в других случаях дополнят фиксированные устройства DWDM. С точки зрения дизайна существует изящный эволюционный путь от двухточечной топологии до ячеистой топологии. Начав с двухточечных каналов, оборудованных с самого начала узлами OADM для обеспечения гибкости, а затем соединив их, сеть может превратиться в сетку без полной перестройки. Кроме того, сетчатые и кольцевые топологии могут быть соединены двухточечными соединениями. Ячеистые сети DWDM, состоящие из взаимосвязанных полностью оптических узлов, потребуют защиты следующего поколения.
Если предыдущие схемы защиты основывались на избыточности на уровне системы, карты или волокна, то теперь избыточность перейдет на уровень длины волны. Это означает, среди прочего, что канал данных может изменять длины волн по мере прохождения по сети из-за маршрутизации или переключения длины волны из-за неисправности. Ситуация аналогична ситуации с виртуальным каналом через облако ATM , которое может испытывать изменения в значениях идентификатора виртуального пути ИВП англ. В оптических сетях это понятие иногда называют световым путем. Поэтому ячеистым сетям потребуется высокий уровень интеллекта для выполнения функций защиты и управления полосой пропускания, включая оптоволокно и переключение длин волн. Однако преимущества в гибкости и эффективности потенциально велики. Защита и восстановление могут быть основаны на общих путях, что требует меньшего количества пар волокон для того же объема трафика и не тратит впустую неиспользуемые длины волн. Наконец, ячеистые сети будут сильно зависеть от программного обеспечения для управления.
Протокол, основанный на многопротокольной коммутации по меткам MPLS , находится в стадии разработки для поддержки маршрутов через полностью оптическую сеть.
Технология DWDM
А вот по частотам — очень даже, и, если внимательно присмотреться к таблице 1. И, если рассматривать диапазон C на данный момент освоенный большинством производителей DWDM систем , то можно вывести суммарное количество каналов в нем — 61 канал. Сразу оговоримся, что, как и в CWDM системах, каждый канал — это информационный поток в одну сторону , а значит, для полноценного обмена данными их необходимо два 30 полноценных дуплексных канала в диапазоне C и 26 — в диапазоне L, всего — 56 полноценных дуплексных канала. Кроме обычной 100-гигагерцовой сетки используют 200-гигагерцовую сетку нечетные каналы С-диапазона. Это связано с тем, что некоторое количество производителей DWDM оборудования не способно производить мультиплексоры для 100-гигагерцовой сетки, так как комплектующие для нее достаточно дорогие и должны быть более высокого качества относительно 200ГГц систем. В данной схеме уплотнения присутствует 31 однонаправленный канал связи или 15 полноценных дуплексных каналов. Очень редко ну ооооочень редко используются DWDM системы уплотнения с 50-гигагерцовой сеткой. Это значит, что между двумя соседними основными каналами обычной 100-гигагерцовой сетки расположен дополнительный подканал. В таких системах уплотнения в диапазоне C находится 61 основной канал и 61 дополнительный, всего — 122 канала. В диапазоне L — 53 основных и 53 подканала, всего — 106 каналов. Это много.
Очень много. Традиционные технологии телекоммуникаций позволяют по одному оптическому волокну передать только один сигнал. Суть же технологии спектрального, или оптического уплотнения заключается в возможности организации множества раздельных сигналов SDH по одному волокну, а, следовательно, многократном увеличении пропускной способности линии связи. Основы этой технологии были заложены в 1958, еще до появления самой волоконной оптики. Однако прошло около 20 лет, прежде чем были созданы первые компоненты мультиплексных систем. Первоначально они создавались для лабораторных исследований, и лишь в 1980 году технология спектрального уплотнения WDM была предложена для телекоммуникаций. Благодаря WDM удается организовать двустороннюю многоканальную передачу трафика по одному волокну в обычных линиях используется пара волокон - для передачи в прямом и обратном направлениях. Принцип работы систем со спектральным уплотнением В простейшем случае каждый лазерный передатчик генерирует сигнал на определенной частоте из частотного плана. Все эти сигналы перед тем, как вводятся в оптическое волокно объединяются мультиплексором MUX. Здесь, так же как и в SDH сетях, мультиплексор является ключевым элементом.
Принципиальная схема WDM достаточно проста. Для того чтобы организовать в одном волокне несколько оптических каналов сигналы SDH «окрашивают», то есть меняют оптическую длину волны для каждого такого сигнала. В конечном пункте происходит обратная операция - «окрашенные» сигналы SDH выделяются из группового сигнала и передаются потребителю. Так, погрешность длины волны, которую обеспечивает стандартный лазер, применяемый в телекоммуникациях, примерно в сто раз больше, чем требуется в системе WDM. По мере прохождения по оптическому волокну сигнал постепенно затухает. Для того чтобы его усилить, используются оптические усилители. Это позволяет передавать данные на расстояния до 4000 км без перевода оптического сигнала в электрический для сравнения, в SDH это расстояние не превышает 200 км. Рисунок 12. Эта технология позволяет получить наиболее масштабный и рентабельный способ расширения полосы пропускания волоконно-оптических каналов в сотни раз. Пропускную способность оптических линий на основе систем WDM можно наращивать, постепенно добавляя по мере развития сети в уже существующее оборудование новые оптические каналы.
В общем случае схема применения технологий WDM может быть представлена так, как указано на рисунке 3. Типовой состав оборудования представляет собой необходимое количество оптических транспондеров, осуществляющих преобразование длин волн и оптический мультиплексор, смешивающий их все в один мультиспектральный сигнал. Оптический транспондер — устройство, обеспечивающее интерфейс между оборудованием оконечного доступа и линией WDM. Согласно рекомендациям МСЭ G. На входы же оптического мультиплексора должны поступать оптические сигналы, спектральные параметры которых, должны строго соответствовать стандартам, определённым рекомендацией ITU-T G. Очевидно, что если на оптические входы мультиплексоров подать сигналы с выходов оптических передатчиков SDH, то мультиплексирование осуществлено не будет. Необходимое соответствие достигается благодаря применению в аппаратуре WDM специального преобразователя длин волн - транспондера. Это устройство может иметь различное количество оптических входов и выходов. Но если на любой вход транспондера может быть подан оптический сигнал, параметры которого определены рекомендации G. При этом, если уплотняется m оптических сигналов, то на выходе транспондера длина волны каждого канала должна соответствовать только одному из них в соответствии с сеткой частотного плана ITU.
Первый позволяет реализовать большую плотность эквивалентных бит на секундный интервал и более предпочтителен в системах SDH верхних уровней иерархии. Второй широко используется в системах DWDM в силу специфики работы модуляторов. Поэтому ряд систем WDM, работающих на скоростях STM-4 и выше, вообще не реализует эту опцию, обеспечивая лишь работу в режиме точка-точка т-т , либо ограничивает число каналов, на которых эта опция может быть реализована например, 4 из 16, 8 из 40, 12 из 64 — см. Пролеты перекрытия , Секции, Дистанция — общая дистанция, на которую могут быть переданы данные, определяется длиной пролета, числом пролетов в секции, то есть длиной, перекрываемой одной секцией, и, наконец, числом секций. Пролет перекрытие — это расстояние между мультиплексором и линейным усилителем — ЛУ или между двумя ЛУ. Учитывая это, пролет сам по себе минимально содержит два ОУ: выходной мощный усилитель бустер и входной предусилитель независимо от того, где они установлены в мультиплексоре или блоке ЛУ , он может перекрывать достаточно большое расстояние порядка 80-120 км и более в зависимости от бюджета усилителей. Регенераторы применяются для восстановления оригинальной формы сигнала после секции или группы пролетов.
В блок усилителя одновременно подаётся полезный сигнал, который нужно усилить и сигнал накачки на длине волны 980 нм или 1490 нм. При помощи накачки создаётся инверсия населённости ионов, которая запускает процесс вынужденного испускания излучения, за счёт которого происходит усиление подаваемого вместе с накачкой полезного сигнала. Схема сети с усилителями В зависимости от места применения усилителей на трассе их можно разделить на три основных типа: Входные усилители мощности бустеры от англ. Линейные усилители устанавливаются в точках регенерации на протяжённых линиях связи с целью компенсации ослабления передаваемого сигнала, которое происходит вследствие затухания в оптическом волокне. Предварительные усилители предусилители от англ. Подробнее об оптических усилителях на основе эрбиевого волокна можно прочитать по ссылке. Модуль компенсации хроматической дисперсии DCM применяется в системах DWDM для исправления формы сигнала, изменившегося по мере прохождения ОВ, из-за явления хроматической дисперсии. В современных системах DWDM применяются компенсаторы, произведённые по двум технологиям: на основе волокна компенсирующего хроматическую дисперсию и компенсаторы на основе решётки Брэгга. В рамках сложных автоматизированных сетей или в лабораторных стендах так же применяется активный компенсатор дисперсии с изменяемых показателем. Компенсатор хроматической дисперсии на основе волокна DCF Dispersion Compensation Fiber , является пассивным оптическим компонентом и представляет собой катушку с волокном, обладающем отрицательным значением хроматической дисперсии в диапазоне длин волн 1525-1565 нм. Длина волокна зависит от необходимого значения хроматической дисперсии, которое необходимо скомпенсировать, чем больше значение, тем больше длина. Внешний вид катушки волокна Компенсатор хроматической дисперсии на основе решетки Брэгга, сокращенно — DCM FBG Dispersion Compensation Module Fiber Bragg Grating , представляет собой пассивное оптическое устройство, состоящее из чирпированного волокна и оптического циркулятора или сплавного оптического делителя. Основным компонентом устройства является чирпированное волокно, которое создаёт условно отрицательную хроматическую дисперсию для входящих сигналов диапазона 1525-1600 нм, а циркулятор или делитель используются для подачи входящего и вывода «обработанного» сигналов.
In active DWDM Systems Transponders, amplifiers and other "active" components are designed to compensate for signal attenuation and distorting, enabling DWDM system to support longer distance transmissions. Passive DWDM has no active components such as signal amplifiers to transmit data, making the transmission distance limited to the optical modules. Whereas, long haul DWDM sends data across greater distances, often spanning hundreds or even thousands of miles. However, as providers strive to become more and more competitive both locally and globally , many are beginning to implement both metro and long haul DWDM using both capacity-reach and power-cost optimized optical transport. What is CWDM?
What is DWDM?
| NGN - WDM технологии | Система DWDM обычно состоит из пяти компонентов: оптических передатчиков/ приемников, фильтров Mux/DeMux DWDM, оптических мультиплексоров ввода/вывода (OADM), оптических усилителей, транспондеров (преобразователей длины волны). |
| Введение в компоненты, используемые в системе DWDM | Мультиплексирование. Схемы включения. Дальность работы. Если Вы читали предыдущую часть данного комплексного обзора DWDM систем, то Вы, вероятно, помните про составляющие этой системы. |
| Принцип работы DWDM | Целью данной работы является изучение основных принципов построения и настройки волоконно-оптических систем связи, исследование влияния паразитных явлений в волокне на сигнал, а также, построение простейшей ВОЛС на основе WDM в среде OptiSystem. |
Технология WDM
технология волнового мультиплексирования WDM (Wave Division Multiplexing), которая использует от 2 до 16 спектральных каналов. Принцип работы DWDM системы. DWDM система основывается на концепции мультиплексирования, что означает передачу нескольких сигналов по одному каналу или волоконно-оптическому кабелю. Последние инновации в транспортировке сигнала DWDM-систем включает сменные и программно-перенастраиваемые трансиверы, поддерживающие работу в режимах 40 или 80 каналов. С ее высоко-точными лазерами, оптимизированными для работы в окне 1550 нм (для уменьшения потерь), системы DWDM являются идеальным решением для более требовательных сетей.
Введение в компоненты, используемые в системе DWDM
Чтобы в полной мере использовать огромные ресурсы полосы пропускания оптического волокна и увеличить пропускную способность оптического волокна, было создано новое поколение технологии оптоволоконной связи, основанное на технологии плотного WDM (DWDM). 7. Достоинства DWDM Простота наращивания пропускной способности транспортной. 8. Модель взаимодействия DWDM с транспортными технологиями. 9. Общая структура системы DWDM. ИнтернетПринцип работы dwdm системы DWDM система – это комплекс оборудования и технологий, которые позволяют передавать и принимать данные по. Система DWDM во многом похожа на традиционную систему ВРК. Сигналы разных длин волн, генерируемые одним или несколькими оптиче-скими передатчиками, объединяются мультиплексором в многоканальный со. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ DWDM. Брошюра представляет собой введение в технологию плотного спектрального уплотнения DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing).
Технология dwdm принцип работы
| Журнал Теле-Спутник | • Одномодовое волокно – Единственный путь распространения света (сигнала) в волокне – Больше длина передачи и более экономичное решение для больших расстояний – Используется на длинах 1310, 1550нм и в CWDM/DWDM приложениях. |
| Мультиплексирование с разделением по длине волны - Wavelength-division multiplexing | Принцип его работы заключается в том, что решетка отражает каж-дую длину волны под своим углом, за счет чего, при правильно выбранном и зафиксированном положении решетки и световодов, и осуществляется муль-типлексирование. |
| Выбор оборудования магистральной восп Компьютерные сети | Технологии Структура уплотненного волнового мультиплексирования (DWDM) создана для оптических магистралей нового времени, которые работают на терабитных и мультигигабитных скоростях. |
NGN - WDM технологии
Внедрение таких систем позволяет решать проблемы нехватки пропускной способности и повышения надежности сети при минимальных капитальных затратах на ее построение. Принцип работы и преимущества wdm-систем Системы спектрального уплотнения WDM позволяют в разы увеличить пропускную способность оптических каналов, обладая рядом преимуществ перед другими методами: Экономия оптоволокна, поскольку технология wdm позволяет использовать давно проложенные и используемые линии. Увеличивается емкость существующего волокна; Экономическая эффективность. Например, один оптический усилитель сигнала заменяет десятки дорогостоящих регенераторов, использовавшихся ранее. Принцип работы систем уплотнения каналов следующий: все генерируемые транспондерами на передачу сигналы с разной длиной волны между точками входа и выхода в оптическое волокно объединяются оптическим мультиплексором, имеющим множество портов на вход и один на выход. На другом конце линии объединенные потоки данных разделяются демультиплексором по длинам волн каналам , после чего каждый из них передается на свой транспондер. Устройство мультиплексоров и демультиплексоров идентично и основано на явлении дифракции, позволяющем разложить в пространстве по длинам волн приходящий смешанный сигнал. По мере распространения в волокне сигнал испытывает затухание, из-за чего дальность одного пролета на практике ограничена и не превышает 200 километров.
Для его дальнейшей передачи без необходимости демультиплексирования, приема, генерации и снова мультиплексирования применяют специальные оптические усилители, которые за счет использования активного волокна и излучения накачки позволяют восстанавливать мощность каналов. Шаг между каналами, а также их абсолютные значения длин волн определятся международными рекомендациями, в частности ITU-T G. По технологии распределения потоков информации, а также ввода-вывода они во многом схожи. Однако по архитектуре и стоимости решения существенно разнятся. Особенности CWDM «грубых» систем: Каналы разделены между собой по длинам волн; Сетка частот с шагом в 20 нм; Диапазон длин волн от 1270 до 1610 нм; Системы из-за отсутствия оптических усилителей не подразумевают усиление многокомпонентного сигнала; Дальность работы является относительно небольшой и составляет до 80 км. Всего используется до 160 длин волн; Предусмотрено усиление многокомпонентного сигнала; Способность передачи данных на расстояния, значительно превышающие сто километров. Возможность работы без регенерации на расстояниях более 1 тыс.
СWDM-мультиплексоры поддерживают меньше потоков. Небольшая дальность работы определяет область применения таких систем — городские сети. СWDM — технология грубого спектрального уплотнения, подходит для создания корпоративных сетей. Отличаясь от грубых систем, DWDM-системы применяются в основном в магистральных сетях. Здесь необходимо передавать огромные потоки данных на значительные расстояния, применяя усилители. Однако в последнее время в связи с переходом многих отечественных операторов на оснащение уровня 100G Ethernet, все чаще рассматривается возможность использования плотного мультиплексирования DWDM и в городских сетях с учетом роста узкополосного и широкополосного трафика. Платформа работает с оптическими транспордерами 100G, что дает возможность передачи данных на расстояния более 4000 километров.
Компенсаторы дисперсии в каскаде усилителей и регенерация не применяются. В архитектуре «Волги» четыре типа шасси и широкий спектр усилителей: низкошумящие EDFA и рамановские, с мощностью до 33 дБм. Общая емкость платформы — 9,6 Тбит. По техническим характеристикам система «Волга» не уступает импортным аналогам. Стоимость российского оборудования в два раза дешевле. Система управления «Фрактал» Следующей российской разработкой Т8, безусловно заслуживающей внимания, является система управления для DWDM-сетей «Фрактал». Помимо этого, данная система применима к управлению оборудованием других производителей, в том числе, зарубежных.
Путем удобной настройки фильтров можно быстро и качественно проанализировать работу системы, выявив предаварийные ситуации еще на ранних стадиях. Конкурентной продукцией системы «Фрактал» являются разработки зарубежных компаний Huawei, Alcatel и др. Российская продукция, не уступая по своим техническим характеристикам зарубежным аналогам, обладает статусом оборудования российского производства. Тем самым она более приоритетна в использовании на территории РФ и намного дешевле, чем у конкурентов. Система превосходно передает до восьми дуплексных cwdm-каналов по одному волокну или по паре. В случае передачи по второму варианту, за счет каскадирования число каналов увеличивается до 16. Происходит преобразование в спектральные каналы, их объединение мультиплексором в общий сигнал.
В одном линейном направлении число сигналов — 4, 8, 16. Оборудование имеет два блока питания, управляется системой «Фрактал». Эта система уплотнения каналов, являясь модифицированным вариантом аналога, описанного выше, выполняет такие же функции. Отдельные устройства спектрального уплотнения Кроме комплексных систем спектрального уплотнения российский производитель предлагает также отдельные устройства. В его корпусе размещены 16 пар портов. На вход устройства может поступать до восьми клиентских сигналов. Какие технологии могут применять операторы для увеличения возможностей существующих оптических сетей?
К примеру, для банков каждый такой случай — это баланс между бюджетом, надёжностью и производительностью системы. Вопрос в том, насколько грамотно всё спроектировано и насколько правильно подобрано оборудование. Объяснить на пальцах очень и очень сложно, но я попробую привести примеры. Типовая ситуация При соединении двух точек просто закладывается два независимых канала. Что будет, если приедет экскаватор и намотает один из каналов на ковш? Среагирует ли оборудование за миллисекунды для построения нового маршрута? Что будет с уже отправленными данными застрявшими «прямо в ковше»? Что случится при выходе из строя мультиплексора? Допустим, затопило полностью всю площадку или пожар на площадке.
Система должна в автоматическом режиме, с минимальным временем переключить имеющиеся у нее каналы таким образом, чтобы связь не пропала. И время там совершенно не такое, как у человеческой реакции — счёт в тех же банковских транзакциях идёт на миллисекунды. Экскаваторщик ещё не понял, что сделал, а данные уже делают крюк в 200 километров, обходя нашего героя. Проекты За последний год резко выросло количество проектов с распределёнными ЦОДами. Растёт инфраструктура, растёт количество данных, дата-центры увеличиваются в масштабах. Именно один ЦОД, в котором сконцентрированы все бизнес-критичные данные плюс процессы обработки информации, это как-то не очень разумно. Фактически — единая точка отказа, благо примеров даже в банковской сфере было уже достаточно. И вот в этот момент, когда принимается решение о строительстве распределённого ЦОДа, возникает вопрос со связью. Как делать связки внутри ЦОДа всем понятно — если это Ethernet, вообще не вопрос, если FC — в целом, тоже, Infiniband используется пока редко это самая молодая технология сейчас, но в перспективе весьма востребованная.
А вот то, как правильно построить инфраструктуру для объединения ЦОДов — здесь начинаются грабли. Планируется связать три дата центра и тестовую площадку заказчика. В целях отказоустойчивости было принято решение о создании двух независимых колец. Топологическая схема DWDM c использованием двух независимых колец Изначально заказчик думал о тёмной оптике, поскольку решение получалось достаточно простым архитектурно и, казалось, что дешевым. Тем не менее, для передачи нужного количества трафика пришлось бы задействовать порядка 30 оптических пар на каждое кольцо. Почти все участки колец проходили бы в одном кабеле, и по этому потребовалось бы около 60 пар оптики. Так же расстояние, которое требовалось бы преодолеть по «тёмной оптике» было около восьмидесяти километров, что не позволило бы преодолеть без усиления сигнала. Тогда пришлось бы добавлять два дополнительных сайта которые выполняли роль исключительно ретранслятора.
В середине 1990-х годов DWDM-системы содержали 4 или 8 медиаконвертеров 4 или 8 сигналов , но уже в начале 2000 г. Промежуточный линейный повторитель предназначен для компенсации потерь мощности возникающих в оптическом волокне оптического сигнала. Устанавливается каждые 80-100 км. Оптический мультиплексор ввода-вывода - устройство, используемое в системах спектрального уплотнения каналов для уплотнения и маршрутизации каналов данных в одномодовом оптическом волокне SMF. Такие устройства обычно используются при строительстве оптических сетей связи. Терминальный демультиплексор. Состоит из оптического демультиплексора и одного или нескольких медиаконвертеров транспондеров. Он предназначен для разделения спектрально-уплотненного оптического сигнала на исходные сигналы данных и вывода их в клиентские сети. Изначально, демультиплексор был полностью пассивным устройством, так как большинство сетей SONET способны принимать сигнал на длине волны 1550 нм.
Обычно используется только »C» диапазон, поскольку количество каналов, которые можно организовать в этом диапазоне итак хватает с избытком, к тому же затухание в волокне стандарта G. Таким образом, используя только С-диапазон, можно организовать до 40 каналов по одному оптическому волокну. Рис 2. Рис 3.
Технология dwdm принцип работы
Fundamentals of DWDM Technology 2-1 Evolution of Fiber Optic Transmission 2-1 Development of DWDM Technology 2-2 DWDM System Functions 2-4 Enabling Technologies 2-5 Components and Operation 2-5. Коммерческая выгода CWDM систем обеспечивает ей преимущество перед DWDM системами. Сразу скажу, что специалист, имеющий опыт проектирования оптических сетей, может сделать хороший DWDM-проект. Дьявол, конечно, в деталях, а именно в поиске компромисса между ценой и функциональностью. Принцип работы DWDM системы. DWDM система основывается на концепции мультиплексирования, что означает передачу нескольких сигналов по одному каналу или волоконно-оптическому кабелю.
DWDM фильтр
Принцип работы DWDM системы. DWDM система основывается на концепции мультиплексирования, что означает передачу нескольких сигналов по одному каналу или волоконно-оптическому кабелю. Know the Dense Wavelength-Division Multiplexing (DWDM) basics. Understand the DWDM Wavelength ITU Channels Chart. Choose the right DWDM transceiver solution. Then you will enjoy this new complete guide. Let’s get started. Table of Contents. DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Здесь раскрываются основные принципы передачи сигналов по оптическим линям связи. На рисунке 4.4 (а) показана типовая схема DWDM мультиплексора с зеркальным отражательным элементом. Рассмотрим его работу в режиме демультиплексирования. Приходящий мультиплексный поток попадает на входной порт.
Технология dwdm (плотные wdm)
На рисунке 4.4 (а) показана типовая схема DWDM мультиплексора с зеркальным отражательным элементом. Рассмотрим его работу в режиме демультиплексирования. Приходящий мультиплексный поток попадает на входной порт. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ DWDM. Брошюра представляет собой введение в технологию плотного спектрального уплотнения DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Оборудование DWDM компании Lucent Technologies включает в себя семейство WaveStar OLS и мультисервисную платформу Metropolis MSX. Наиболее простая система DWDM — WaveStar OLS 80G с поддержкой до 16 оптических каналов в диапазоне 1550 нм.